4H-4.4 Vergelijking van
mitose,
meiose I en Meiose II.
We krijgen van moeder een haploïde eicel met 23 chromatiden (zie Intermezzo hierna) en van vader een haploïde zaadcel met ook 23 chromatiden. In de nu diploïde, bevruchte eicel zitten dan 46 chromatiden. Elk chromatide draagt in zich één DNA-molecuul. We geven daarom de bevruchting weer als
23 + 23 ® 46 of in het algemeen met n + n ® 2n.
Deze bevruchte eicel laat nu allereerst de chromatiden ( met enkelstrengs DNA-moleculen) uitgroeien tot (bijna) complete chromosomen. Ik bedoel daarmee te zeggen dat elk DNA-molecuul zichzelf repliceert tot een dubbelstrengs DNA-molecuul (op een klein 'midden'stukje na dat we het centromeer noemen).
"Een chromatide is één van de twee overlangse delen van een chromosoom, die bij het centromeer met elkaar verbonden zijn", zo staat in de begrippenlijst van het NVON, de Nederlandse Vereniging voor het Onderwijs in de Natuurwetenschappen. Wanneer zo'n overlangse deel, een chromatide dus, zelfstandig voorkomt wordt het normaliter een dochterchromosoom of kortweg chromosoom genoemd.
Om didactisch geen verwarring te krijgen tussen een ('dun') chromosoom met één DNA-streng en een ('dik') chromosoom met twee DNA-strengen, prefereer ik de term chromatide voor een enkelstrengs-chromosoom en de term chromosoom voor een dubbelstrengs-chromosoom.
Intermezzo 2: Geen HAVO/VWO stof.
Het feit dat we chromosomen microscopisch kunnen zien komt door de enorme condensatie, het in elkaar draaien en spiraliseren van het DNA rondom eiwitten (vooral histonen). In een menselijke kern komt ongeveer 2 m DNA voor dat dermate wordt gecondenseerd dat er in de metafase nog een lengte van 0,2 mm over is. Met deze grote lengtes van het DNA (bij een lelie zelfs 13 m) is het begrijpelijk dat niet alles wordt afgewikkeld in de interfasekern. Het chromatine (= DNA + eiwitten) dat niet is afgewikkeld, wordt heterochromatine genoemd en de min of meer afgewikkelde delen daarvan het euchromatine (Zie dia's EM).
Het repliceren gebeurt in de S-fase ofwel de synthese-fase van de celcyclus. Om deze gebeurtenis aan te geven schrijven we nu
46 ® 46 of in het algemeen met 2n ® 2n.
Zoals in het intermezzo afgesproken, wordt een chromatide 'dun' weergegeven en een chromosoom 'vet'.
 |
één chromosoom |
We geven de mitose nu weer als
46 ® 46 + 46 of in het algemeen met 2n ® 2n + 2n.
In de S-fase van de aansluitende interfase worden de chromatiden door DNA-replicatie weer uitgebouwd tot complete chromosomen. In de beide cellen die uit de zygote zijn ontstaan gebeurde dus het volgende:
cel 1: 46 ® 46 en i.h.a. 2n ® 2n en in
cel 2: 46 ® 46 en i.h.a. 2n ® 2n
Beide cellen zijn weer klaar voor de mitose. De chromosomen in beide cellen rangschikken zich in het middenvlak, de DNA-replicatie in het centromeer wordt afgemaakt, de chromatiden kunnen uit elkaar worden getrokken en we krijgen nu vier cellen met elk 46 chromatiden. We geven de mitose voor elke cel als volgt weer:
46 ® 46 + 46 of in het algemeen met 2n ® 2n + 2n.
We hebben nu dus 4 cellen met elk 46 chromatiden die in de
S-fase van de interfase uitgroeien tot 46 chromosomen.
Deze vier cellen kunnen weer aan de mitose beginnen zodat we 8
cellen krijgen met elk 46 chromatiden die in de daarop
volgende S-fase uitgroeien tot 46 chromosomen, etc.
Samengevat:
Bevruchting: zaadcel + eicel ®
zygote
n + n ® 2n
S-fase van de zygote: 2n ® 2n
mitose van de zygote: 2n ® 2n + 2n
S-fase cel 1 en 2 : 2n ® 2n
mitose van 1 en 2 : 2n ® 2n + 2n
S-fase van 4 cellen : 2n ® 2n
mitose van 4 cellen : 2n ® 2n + 2n
S-fase van 8 cellen : etc. etc.
Op een gegeven moment is het meisje of de jongen zelf in staat
tot voortplanting over te gaan. Zij of hij moet er dus voor zorgen
n = 23 chromatiden in de voortplantingscellen te produceren.
Het aantal chromosomen moet daartoe in twee speciale stappen
teruggebracht worden van 46 naar 23 per cel.
We vatten deze twee stappen samen onder de naam reductiedeling
of meiose.
We noemen stap I of deling I de meiose I.
We noemen stap II of deling II de meiose II.
Uitgaande van een 'moedercel' met 2n = 46 chromosomen verlopen de twee delingen als volgt:
 |
één homoloog chromosomenpaar |
We kunnen de meiose I dan ook als volgt weergeven:
meiose I : 46 ® 23 + 23
of i.h.a. 2n ® n + n
Na de meiose I hebben we twee cellen met elk 23 hele chromosomen. Omdat er na deze deling ook geen DNA in een S-fase hoeft te worden bijgemaakt, noemen we deze periode geen interfase maar een interkinese.
 |
het rechter chromosoom uit de vorige figuur |
We vatten deze deling als volgt samen:
meiose II : 23 ® 23 + 23
of i.h.a. n ® n + n
Bij de jongens begint in de puberteit de zaadcelproductie. Vanuit een moedercel ontstaan in de meiose vier haploïde cellen. Deze 4 cellen moeten dan nog worden omgebouwd tot zweephaarcellen, de spermatozoïden. Het productietempo ligt hoog, namelijk circa 1000 spermatozoïden per seconde.
Bij meisjes ligt de situatie een tikkeltje anders. Bij de geboorte heeft een meisje in de eierstok al zo'n 200.000 cellen in voorraad die zijn blijven steken in de profase I. Pas in de puberteit wordt er dan maandelijks eentje (soms 2 of 3) verder afgemaakt. Om de toekomstige eicel zoveel mogelijk reservevoedsel (= cytoplasma) mee te geven, zuigt de ene cel in de meisose I alle cytoplasma naar zich toe (zie pag. 170 van het boek). In de meiose II flikt diezelfde cel dat nog een keer. Zodoende ontstaat er één dikke eicel met drie frutseltjes ernaast. Omdat die frutseltjes vaak als een propje tegen een pool van de eicel zitten, noemen we ze poollichaampjes. De poollichaampjes sterven af en worden opgegeten door witte bloedlichaampjes.
Voor de laatste keer de zaken op een rijtje:
Bevruchting: n + n ® 2n
S-fase : 2n ® 2n
Mitose : 2n ® 2n + 2n
S-fase : 2n ® 2n
Meiose I : 2n ® n + n
Meiose II : n ® n + n
Gegeven de volgende processen:
a. n + n ® 2n
b. 2n ® 2n + 2n
c. 2n ® n + n
d. n ® n + n
Met welk proces wordt de mitose weergegeven?
A. a
B. b
C. c
D. d
(Antw.: B)